主な相違点 – 異数性と倍数性
一倍性、多倍性とは、それぞれ細胞の染色体数、染色体セット数が変化することをいいます。
生物種によって、生まれてくる染色体の数は異なります。
異数性とは、正常な数以外の染色体が存在したり、存在しなかったりすることで、細胞内に染色体異常が発生することです。
倍数体とは、正常な2倍体の細胞が、さらに1つ以上の染色体を獲得することです。
異数性と倍数性の違いは、異数性は細胞の通常の染色体の数が変化すること、倍数性は細胞の通常の染色体セットの数が変化することである。
この記事では、次のことを見ています。
- 異数性とは
– 定義、特徴、障害 - 倍数体とは
– 定義、特徴、例 - 異数性と倍数性の違いは何ですか？
異数性とは？
細胞内に異常な数の染色体が存在することを異数性と呼びます。
これには、余分な染色体が存在する場合と、通常の数の染色体が存在しない場合があります。
異数性は、ヒトの先天性異常を含む遺伝性疾患の原因となります。
また、癌の原因となることもあります。
配偶子が作られる際、細胞間の染色体の分離がうまくいかず、異数性が生じます。
この異数性に起因する遺伝性疾患は、常染色体異常と性染色体異常の2つに分けられます。
ヒトの細胞には、22対の相同染色体と2対の性染色体の合計46本の染色体が存在します。
減数分裂の際に、相同染色体は各細胞に1対ずつ分離されます。
2本の性染色体も2つの娘細胞に分離されます。
しかし、一部のペアは分離されずに1つの配偶子の中に残ります。
その結果、一方の配偶子には余分な染色体が含まれ、他方の配偶子には染色体が欠落しています。
このような染色体数の異常は、ある条件下では許容されることもあります。
しかし、中には致死的なものもあります（流産）。
異数性は、ヌリソミー、モノソミー、ダイソミー、トリソミー、テトラソミーなど、様々な用語で表現することができます。
ヌリソミーは、相同染色体のペアが欠落している状態です。
モノソミーとは、2倍体の核の中に1本の染色体がないことです。
ディスオミーは、染色体のコピーが2つ存在することで、ヒトの体細胞では正常な状態です。
トリソミーは、染色体が3本ある状態です。
テトラソミー／ペンタソミーは、常染色体に4本または5本の染色体が存在するまれな状態です。
表1に、ヒトに発生する染色体異常について説明します。
表1：染色体異常
| 名称 染色体数｜染色体異常｜Nullisomy: 2n-2 | |
| ヌリソミー：2n-2｜ヒトの致死性疾患｜染色体異常：ターナー症候群 | |
| モノソミー：2n-1｜性染色体異常：ターナー症候群(45+X)｜染色体異常：2n-1｜性染色体異常：ターナー症候群(45+X) | |
| ディスオミ：n+1｜3倍体、4倍体の異数性染色体。 | |
| トリソミー：2n+1｜常染色体障害-16トリソミー（胎児流産）、21トリソミー-ダウン症候群、18トリソミー-エドワーズ症候群、13トリソミー-パタウ症候群｜染色体異常：2n+1｜常染色体障害：2n+1｜トリソミー：2n+1｜常染色体障害：2n+1｜トリソミー：1n+1 | |
| 性染色体異常 – 47+XXX、クラインフェルター症候群（47+XXY）、47+XYY | 。 |
| 性染色体異常 – XXXX、XXYY、XXXX、XXXXYY、XYYY｜テトラソミー／ペンタソミー：2n+2または2n+3｜性染色体異常 – XXXX、XXYY、XXXXXY、XYYY |
ダウン症は、生後間もないヒトの染色体異常の中で最も多いタイプです。
ダウン症の核型における染色体の外観を図1に示します。
本症候群は、21番染色体の3コピーから構成されています。
21番染色体の体細胞モザイクは、神経細胞の前駆細胞の細胞分裂の異常により、脳の神経細胞に生じることがあります。
体細胞モザイクは、12番トリソミーの慢性リンパ性白血病（CLL）や8番トリソミーの急性骨髄性白血病（AML）など、あらゆる仮想のがんでも起こります。
異数性は核型分析で検出することが可能です。
「倍数体」とは何か
1つの細胞に2つ以上の相同染色体が存在することを「倍数体」といいます。
ヒトは2本の相同染色体で構成される2倍体生物です。
しかし、シダ植物や顕花植物では、多倍体性が頻繁に観察される。
エプロピスキウム・フィシェルソニは、細胞質内に2セット以上の染色体を持つ大型の細菌です。
2倍体のヒトの筋肉細胞、肝臓、骨髄などでは、内倍数体（Endoplolyploidy）と呼ばれる倍数体（Polyploidy）が存在する。
細胞分裂の異常（有糸分裂、減数分裂の第一分裂中期）により、倍数体を形成することがあります。
ヒトでは分化した組織以外では稀です。
しかし、ヒトでは69,XXXと呼ばれる3倍体や92,XXXXと呼ばれる4倍体が発生する。
3倍体にはdigynyとdiandryがあります。
二倍体は母親から2組のハプロイドを受け継ぐために発生します。
2倍体は父親からの2組のハプロイドが原因で起こります。
ヒトの倍数体形成は、ほとんどの場合、流産に終わります。
コルヒチンという薬品で種子を処理すると、作物の倍数体化が誘発される。
作物の倍数体化は、雑種の不稔性を克服するためと、場合によっては不稔性の果実を得るために利用されることがあります。
表2に、倍数体形成の対象となる作物の例を示す。
表2：倍数体作物の例
| 倍数体作物｜例
| 3倍体｜スイカ、リンゴ、柑橘類、バナナ、ショウガ
| 四倍体｜ピーナッツ、タバコ、デュラム、綿花、カノーラ、キヌサヤ
| 6倍体：パンコムギ、オート麦、キウイフルーツ、菊花
| 八倍体：サトウキビ、イチゴ、パンジー、ダリア
| 12倍体｜サトウキビの一部の交配種
用語解説
自倍数性（Autopolyploidy
単一種の染色体に由来する倍数体を自家倍数体という。
自然なゲノム倍加により発生する。
アロンプロポイディ
異なる種に由来する倍数体。
古倍数性(Paleopolyploidy)
突然変異や遺伝子転座により、古くからゲノムが重複していること。
図2：染色体セットの相関関係
一倍性と多倍性の違いについて
定義
異数性。
異常染色体数：異常な数の染色体が存在すること。
倍数体: 2本以上の相同染色体が存在すること。
ヒトでの発生状況
異数性。
ヒトに多い。
倍数体。
ヒトでは稀です。
タイプ
異数性。
ヌリソミー、モノソミー、ディスオミー、トリソミー、テトラソミー。
倍数体。
3倍体、4倍体、6倍体、8倍体、12倍体など。
人間における影響力
異数性。
染色体異常の原因となる。
致死性の障害もあります。
倍数性。
3倍体、4倍体では致死的です。
ヒト体細胞
異数性。
12番トリソミーの慢性リンパ性白血病（CLL）、8番トリソミーの急性骨髄性白血病（AML）、脳の神経細胞における21番染色体の体モザイク。
倍数体。
肝臓、筋肉、骨髄などの分化した細胞。
結論
異数性とは、染色体数のことである。
ヒトの染色体には異常が生じる。
その中には許容範囲内のものもあれば、流産に至ってしまうものもあります。
倍数体とは、染色体セットの数が異常に多いこと。
ヒトの場合、3倍体、4倍体の可能性があります。
しかし、どちらも流産に至ります。
したがって、異数性と倍数性の重要な違いは、染色体の数の異常と染色体セットの異常です。
2017年2月21日アクセス
2. Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, et al. “Aneuploidy”, An Introduction to Genetic Analysis. 第7版. New York: W. H. Freeman, 2000. NCBI Bookshelf. 2017 年 2 月 21 日アクセス
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Scitableで学ぶ、自然教育、2008、1(1):172. 2017年2月21日にアクセス
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2017 年 2 月 21 日にアクセス
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